9. UML(Unified Modeling Language)

alpaka·2024년 1월 5일

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UML의 개요

시스템 분석, 설계, 구현 등 시스템 개발 과정에서 시스템 개발자와 고객 또는 개발자 상호간의 의사소통이 원활하게 이루어지도록 표준화한 대표적인 객체지향 모델링 언어이다

UML은 Rumbaugh(OMT), Booch, Jacobson 등의 객체지향 방법론의 장점을 통합하였으며, 객체 기술에 관한 국제표준화기구인 OMG(Object Management Group)에서 표준으로 지정

UML을 이용하여 시스템의 구조를 표현하는 6개의 구조 다어이그램고 시스템의 동작을 표현하는 7개의 행위 다이어그램을 작성할 수 있다.

각각의 다이어그램은 사물과 사물 간의 관계를 용도에 맞게 표현

UML의 구성 요소에는 사물(Things), 관계(Relationships), 다이어그램(Diagram) 등이 있음

사물

사물은 모델을 구성하는 가장 중요한 기본 요소로, 다이어그램 안에서 관계가 형성될 수 있는 대상들

사물 내용
구조사물
(Structual Things) - 시스템의 개념적, 물리적 요소를 표현
- 클래스(Class), 유스케이스(Use Case), 컴포넌트(Component), 노드(Node) 등
행동 사물
(Behavioral Things) - 시간과 공간에 따른 요소들의 행위를 표현
- 상호작용(Interaction), 상태 머신(State Machine) 등
그룹 사물
(Grouping Things) - 요소들을 그룹으로 묶어서 포현
- 패키지(Package)
주해 사물
(Annotation Things) - 부가적인 설명이나 제약조건 등을 표현
- 노트(Note)

사물	내용
구조사물 (Structual Things)	- 시스템의 개념적, 물리적 요소를 표현 - 클래스(Class), 유스케이스(Use Case), 컴포넌트(Component), 노드(Node) 등
행동 사물 (Behavioral Things)	- 시간과 공간에 따른 요소들의 행위를 표현 - 상호작용(Interaction), 상태 머신(State Machine) 등
그룹 사물 (Grouping Things)	- 요소들을 그룹으로 묶어서 포현 - 패키지(Package)
주해 사물 (Annotation Things)	- 부가적인 설명이나 제약조건 등을 표현 - 노트(Note)

관계

사물과 사물 사이의 연관성을 표현

연관(Association) 관계

연관관계는 2개 이상의 사물이 서로 관련되어 있음을 표현한다.

사물 사이를 실선으로 연결하여 표현하며, 방향성은 화살표로 표현한다.

서로에게 영향을 주는 양방향 관계의 경우 화살표를 생략하고 실선으로만 연결한다.

연관에 참여하는 객체의 개수를 의미하는 다중도(Multiplicity)를 선 위에 표기한다.

다중도 의미
1 1개의 객체가 연관되어 있다.
n n개의 객체가 연관되어 있다.
0..1 연관된 객체가 없거나 1개만 존재한다.
0..* 또는 * 연관된 객체가 없거나 다수일 수 있다.
1..* 연관된 객체가 적어도 1개 이상이다.
n..* 연관된 객체가 적어도 n개 이상이다.
n..m 연관된 객체가 최소 n개에서 최대 m개이다.

집합(Aggregation) 관계

집합 관계는 하나의 사물이 다른 사물에 포함되어 있는 관계

포함하는 쪽(전체, Whole)과 포함되는 쪽(부분, Part)은 서로 독립적

포함되는 쪽(부분, Part)에서 포함하는 쪽(전체, Whole)으로 속이 빈 마름모를 연결하여 표현

포함(Composition) 관계

포함 관계는 집합 관계의 특수한 형태로, 포함하는 사물의 변화가 포함되는 사물에게 영향을 미치는 관계

포함하는 쪽(전체, Whole)과 포함되는 쪽(부분, Part)은 서로 독립될 수 없고 생 명주기를 함께한다.

포함되는 쪽(부분, Part)에서 포함하는 쪽(전체, Whole)으로 속이 채워진 마름모 를 연결하여 표현한다.

일반화(Generalization) 관계

일반화 관계는 하나의 사물이 다른 사물에 비해 더 일반적인지 구체적인지를 표현

보다 일반적인 개념을 상위(부모), 보다 구체적인 개념을 하위(자식)라고 부른다.

구체적(하위)인 사물에서 일반적(상위)인 사물 쪽으로 속이 빈 화살표를 연결하여 표현한다.

의존(Dependency) 관계

의존 관계는 연관 관계와 같이 사물 사이에 서로 연관은 있으나 필요에 의해 서로에게 영향을 주는 짧은 시간 동안만 연관을 유지하는 관계

하나의 사물과 다른 사물이 소유 관계는 아니지만 사물의 변화가 다른 사물에도 영향을 미치는 관계

영향을 주는 사물(이용자)이 영향을 받는 사람(제공자) 쪽으로 점선 화살표를 연결하여 표현

일반적으로 한 클래스가 다른 클래스를 오퍼레이션의 매개 변수로 사용하는 경우 에 나타나는 관계이다.

실체화(Realization) 관계

실체화 관계는 사물이 할 수 있거나 해야 하는 기능(오퍼레이션, 인터페이스)으로 서로를 그룹화할 수 있는 관계

한 사물이 다른 사물에게 오퍼레이션을 수행하도록 지정하는 의미적 관계이다.

사물에서 기능 쪽으로 속이 빈 점선 화살표를 연결하여 표현한다.

다중도	의미
1	1개의 객체가 연관되어 있다.
n	n개의 객체가 연관되어 있다.
0..1	연관된 객체가 없거나 1개만 존재한다.
0..* 또는 *	연관된 객체가 없거나 다수일 수 있다.
1..*	연관된 객체가 적어도 1개 이상이다.
n..*	연관된 객체가 적어도 n개 이상이다.
n..m	연관된 객체가 최소 n개에서 최대 m개이다.

다이어그램(Diagram)

여러 관점에서 시스템을 가시화한 뷰(View)를 제공함으로써 의사소통에 도움을 준다.

정적 모델링에서는 주로 구조적 다이어그램을 사용하고 동적 모델링에서는 주로 행위 다이어그램을 사용한다.

구조적(Structural) 다이어그램의 종류

클래스 다이어그램
(Class Diagram) - 클래스와 클래스가 가지는 속성, 클래스 사이의 관계를 표현한다.
- 시스템의 구조를 파악하고 구조상의 문제점을 도출할 수 있다.
객체 다이어그램
(Object Diagram) 클래스에 속한 사물(객체)들, 즉 인스턴스(instance)를 특정 시점의 객체와 객체 사이의 관계로 표현
- 럼바우(Rumbaugh) 객체지향 분석 기법에서 객체 모델링에 활용
컴포넌트 다이어그램
(Component Diagram) - 실제 구현 모듈인 컴포넌트 간의 관계나 컴포넌트 간의 인터페이스를 표현
- 구현 단계에서 사용되는 다이어그램이다.
배치 다이어그램
(Deployment Diagram) - 결과물, 프로세스 컴포넌트 등 물리적 요소들의 위치를 표현한다.
- 노드와 의사소통(통신) 경로로 표현한다.
- 구현 단계에서 사용되는 다이어그램
복합체 구조 다이어그램
(Composite Structure Diagram) - 클래스나 컴포넌트가 복합 구조를 갖는 경우 그 내부 구조를 표현
패키지 다이어그램
(Package Diagram) - 유스케이스나 클래스 등의 모델 요소들을 그룹화한 패키지들의 관계를 표현

행위(Behavioral) 다이어그램의 종류

유스케이스 다이어그램
(Use Case Diagram) - 사용자의 요구를 분석하는 것으로 가능 모델링 작업에 사용한다.
- 사용자(Actor)와 사용 사례(Use Case)로 구성되며, 사용 사례 간에 는 여러 형태의 관계로 이루어진다.
순차 다이어그램
(Sequence Diagram) - 상호 작용하는 시스템이나 객체들이 주고받는 메시지를 표현한다.
커뮤니케이션 다이어그램
(Communication Diagram) - 순차 다이어그램과 같이 동작에 참여하는 객체들이 주고받는 메시 지를 표현하는데, 메시지뿐만 아니라 객체들 간의 연관까지 표현한다.
상태 다이어그램
(State Diagram) - 하나의 객체가 자신이 속한 클래스의 상태 변화 혹은 다른 객체 와의 상호 작용에 따라 상태가 어떻게 변화하는지를 표현한다.
- 이벤트(event)에 의한 객체들의 상태 변화를 그림으로 표현한다.
- 럼바우(Rumbaugh) 객체지향 분석 기법에서 동적 모델링에 활용된다.
활동 다이어그램
(Activity Diagram) - 시스템이 어떤 기능을 수행하는지 객체의 처리 로직이나 조건에 따른 처리의 흐름을 순서에 따라 표현한다.
- 오퍼레이션이나 처리 과정이 수행되는 동안 일어나는 일들을 단 계적으로 표현한다.
상호작용 개요 다이어그램
(Interaction Overview Diagram) - 상호작용 다이어그램 간의 제어 흐름을 표현한다.
타이밍 다이어그램
(Timing Diagram) - 객체 상태 변화와 시간 제약을 명시적으로 표현한다.


클래스 다이어그램 (Class Diagram)	- 클래스와 클래스가 가지는 속성, 클래스 사이의 관계를 표현한다. - 시스템의 구조를 파악하고 구조상의 문제점을 도출할 수 있다.
객체 다이어그램 (Object Diagram)	클래스에 속한 사물(객체)들, 즉 인스턴스(instance)를 특정 시점의 객체와 객체 사이의 관계로 표현 - 럼바우(Rumbaugh) 객체지향 분석 기법에서 객체 모델링에 활용
컴포넌트 다이어그램 (Component Diagram)	- 실제 구현 모듈인 컴포넌트 간의 관계나 컴포넌트 간의 인터페이스를 표현 - 구현 단계에서 사용되는 다이어그램이다.
배치 다이어그램 (Deployment Diagram)	- 결과물, 프로세스 컴포넌트 등 물리적 요소들의 위치를 표현한다. - 노드와 의사소통(통신) 경로로 표현한다. - 구현 단계에서 사용되는 다이어그램
복합체 구조 다이어그램 (Composite Structure Diagram)	- 클래스나 컴포넌트가 복합 구조를 갖는 경우 그 내부 구조를 표현
패키지 다이어그램 (Package Diagram)	- 유스케이스나 클래스 등의 모델 요소들을 그룹화한 패키지들의 관계를 표현


유스케이스 다이어그램 (Use Case Diagram)	- 사용자의 요구를 분석하는 것으로 가능 모델링 작업에 사용한다. - 사용자(Actor)와 사용 사례(Use Case)로 구성되며, 사용 사례 간에 는 여러 형태의 관계로 이루어진다.
순차 다이어그램 (Sequence Diagram)	- 상호 작용하는 시스템이나 객체들이 주고받는 메시지를 표현한다.
커뮤니케이션 다이어그램 (Communication Diagram)	- 순차 다이어그램과 같이 동작에 참여하는 객체들이 주고받는 메시 지를 표현하는데, 메시지뿐만 아니라 객체들 간의 연관까지 표현한다.
상태 다이어그램 (State Diagram)	- 하나의 객체가 자신이 속한 클래스의 상태 변화 혹은 다른 객체 와의 상호 작용에 따라 상태가 어떻게 변화하는지를 표현한다. - 이벤트(event)에 의한 객체들의 상태 변화를 그림으로 표현한다. - 럼바우(Rumbaugh) 객체지향 분석 기법에서 동적 모델링에 활용된다.
활동 다이어그램 (Activity Diagram)	- 시스템이 어떤 기능을 수행하는지 객체의 처리 로직이나 조건에 따른 처리의 흐름을 순서에 따라 표현한다. - 오퍼레이션이나 처리 과정이 수행되는 동안 일어나는 일들을 단 계적으로 표현한다.
상호작용 개요 다이어그램 (Interaction Overview Diagram)	- 상호작용 다이어그램 간의 제어 흐름을 표현한다.
타이밍 다이어그램 (Timing Diagram)	- 객체 상태 변화와 시간 제약을 명시적으로 표현한다.

스테레오 타입(Stereotype)

스테레오 타입은 UML에서 표현하는 기본 기능 외에 추가적인 기능을 표현하기 위해 사용

길러멧(Gulemet)이라고 부르는 겹화살괄호 << >> 사이에 표현할 형태를 기술

<<include>> - 연결된 다른 UML 요소에 대해 포함 관계에 있는 경우
<<extend>> - 연결된 다른 UML 요소에 대해 확장 관계에 있는 경우
<<interface>> - 인터페이스를 정의하는 경우
<<exception>> - 예외를 정의하는 경우
<<consiructor>> - 생성자 역활을 수행하는 경우


`<<include>>`	- 연결된 다른 UML 요소에 대해 포함 관계에 있는 경우
`<<extend>>`	- 연결된 다른 UML 요소에 대해 확장 관계에 있는 경우
`<<interface>>`	- 인터페이스를 정의하는 경우
`<<exception>>`	- 예외를 정의하는 경우
`<<consiructor>>`	- 생성자 역활을 수행하는 경우